【2017年整理】热处理 箱式电炉设计.docVIP

无锡职业技术学院课程设计说明书 课题名称：“材料成型工装设计”课程设计 姓名: 阳 纯 曜 班级：材料11131 学号：1040113135 学院/系：机械学院 指导教师： 徐年宝 2013年 月 日 无锡职业技术学院课程设计说明书 设计任务书 姓 名: 班 级: 课程设计题目：设计一箱式电阻炉 基本技术条件： 组数 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组 用途 回火 工件 合金钢 最高温度/℃ 700℃ 生产率(kg/h） 90 学号（按班级） 按班级 学生应完成下列工作： 一﹑设计说明书一份(包括论述和计算) 1﹑说明目录 2﹑按技术条件要求确定炉型，炉膛及外形的主要尺寸； 3﹑炉衬材料与炉衬尺寸的确定； 4﹑通过热平衡计算，确定炉子功率及接线方法； 5﹑电热元件的选择，并且计算电热元件的基本尺寸和安装尺寸； 6﹑确定炉体金属构架及炉门启动装置； 7﹑炉子主要数据及主要指标计算并列表； 8﹑对所有炉子评价及必要的说明。 二 ﹑ 图纸部分 1﹑绘制炉子断面总图一张（2—3个视图）（A1图纸） 2013-11-11 目 录 一、炉型的选择 2 二、确定炉体结构和尺寸 2 三、砌体平均表面积设计 4 四、计算炉子功率 5 五、炉子热效率计算 7 六、炉子空载功率计算 7 七、空炉升温时间计算 7 八、功率分配与接线 9 九、电热元件材料选择与计算 9 十、电热体元件图 11 十一、电阻炉装配图 11 十二、炉子技术指标 11 参考文献 12 设计任务： 为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件为： (1)用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的退火，处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量； (2)生产率：90kg/ h； (3)工作温度：最高使用温度700℃； (4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。 一、炉型的选择 根据工件的特点与设计任务的要求及产量大小选择合适的炉型。由于小批量生产，品种多和工艺稳定的要求拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。 二、确定炉体结构和尺寸 1．炉底面积的确定 炉底面积的计算方法有两种。一种是根据一次装料量计算，另一种是根据炉底强度指标计算[1]。因工件的加热周期和装炉量不明确，故不能用炉子一次装料量确定炉底面积，只能用炉底强度指标法。已知生产率为150kg/h，按表5—1[1]选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p0为120kg/(m2·h)，故可求得炉底有效面积 F=p/p0=150/120=1.25m2 由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F1=0.75～0.85，取系数上限0.85，得到炉底实际面积： F=F/0.85= 1.25/0.85=1.47m2 2．炉底长度和宽度的确定 对于热处理箱式电阻炉，设计时考虑装出料的方便，根据长度与宽度之比，取L/B=2:1，因此，可求得炉底宽度 L==2.059m B=L／2=2.059／2=1.030m 为方便砌砖L=2205mm B=1048mm 3．炉膛高度的确定 根据统计的资料，炉膛高度（H）对炉底宽度（B）之比H／B通常在0．52～0．9之间，大多数在0.8左右，根据炉子工作条件，取H／B=0.7左右，选定炉膛高度H=707mm。因此，确定炉膛尺寸如下 长 L=(230+2)×9+(230/2+2)=2205mm 宽 B=(120+2)×5+(50+2)×4+(113+2)×2=1048mm 高 H=(65+2)×10+37=707mm 为防止工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间，在一般情况下，要保证炉料上部有200～300mm的空间，有利于辐射与对流传热，由此确定工作室有效尺寸为 L效=2000mm B效=950mm H效=500mm 砌体结构如图1所示： 轻质粘土砖 硅藻土砖 重质粘土砖 耐热钢 图1砌体结构示意图 4．炉衬材料及厚度的确定 由于侧墙、前墙及后墙以及炉顶的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即两层：113mmQN—1.0轻质粘土砖和180mmB级硅藻土砖。 炉底采用耐火层314mm，材料为113mmQN—1.0轻质粘土砖,绝热层硅藻土砖和